Общие сведения и основные параметры

Термины и обозначения. При буквенных значениях, общих для червяка и колеса (d, d_a, M и др.), червяк отличается индексом 1, а колесо индексом 2.

Термины и обозначения приведены в табл. 126. Определение терминов см. ГОСТ 18498-89.

[gview file=»https://www.cb-online.ru/wp-content/uploads/2014/05/Gost-18498-89.pdf»]

Характеристика передачи. Ведущим зве­ном обычно является червяк, а в ускоряю­щих передачах — колесо.

Основное достоинство передач — плав­ность и относительная бесшумность;

недостаток передач — низкий КПД.

Не рекомендуется, чтобы передаваемая мощность червячных передач превышала 60кВт. Преимущественно принимают пе­редаточное число u = 10…80.

Смешение (корригирование) осуществляют у червяка и главным образом с целью получения стандартного межосевого рас­стояния; смещением удается варьировать числа зубьев колеса при одинаковом межосевом расстоянии с точностью ±2 едини­цы. Без смещения делительное межосевое расстояние передачи а = 0,5 (d₁+ d₂), т. е. делительные диаметры червяка и червяч­ного колеса соприкасаются.

В червячных передачах необходимо предусматривать возможность регулирова­ния при сборке положения колеса вдоль его оси для совмещения с осевой плоско­стью червяка.

126. Термины и обозначения параметров червячных передач

Делительное межосевое расстояние червячной передачи – а

Межосевое расстояние — a_w

Длина нарезанной части червяка – b₁

Ширина венца червячного колеса – b₂

Радиальный зазор червячной передачи — c

Средний диаметр червяка (червячного колеса) — d

Делительный диаметр червяка (червячного колеса) — d

Диаметр вершин витков червяка (зубьев червячного колеса) — d_a

Наибольший диаметр червячного колеса – d_ae2

Основной диаметр червяка — d_b

Диаметр впадин червяка (червячного колеса) — d_f

Начальный диаметр червяка (червячного колеса) — d_w

Диаметр измерительного ролика — D

Высота витка – h₁

Высота зуба червячного колеса – h₂

Высота делительной головки витка – h_a1

Высота до хорды витка —

Высота начальной головки витка —

Высота делительной головки зуба червячного колеса – h_a2

Высота до хорды зуба червячного колеса —

Высота начальной головки зуба колеса —

Глубина захода червячной передачи — h_w

Высота делительной ножки витка – h_f1

Высота делительной ножки зуба червячного колеса – h_f2

Граничная высота витка – h_l1

Граничная высота зуба червячного колеса – h_l2

Расчетный модуль червяка (червячного колеса) — m

Размер червяка по роликам – M₁

Расчетный шаг червяка — p

Расчетный шаг зубьев червячного колеса — p

Ход витка – p_z1

Коэффициент диаметра червяка — q

Расчетная толщина витка – s₁

Толщина по хорде витка —

Делительная толщина по хорде витка —

Передаточное число — u

Коэффициент смещения червячного колеса — x

Число заходов червяка – z₁

Число зубьев червячного колеса – z₂

Нормальный угол профиля впадины червяка — a_nS

Нормальный угол профиля витка — a_nT

Угол профиля производящей поверхности – a₀

Осевой угол профиля витка — a_x

Угол профиля эвольвентного червяка — a_n

Угол подъема линии витка — γ

Делительный угол подъема линии витка — γ

Угол подъема линии вершин угла — γ_a

Основной угол подъема линии витка червяка — γ_b

Начальный угол подъема линии витка — γ_w

Радиус кривизны переходной кривой червяка — p

Рис. 64. Червячная передача:

а — схема; б — осевое сечение архимедова червяка; в — осевое сечение червяка с вогнутыми боковыми поверхностями

Основные параметры. Схема и основные элементы червячной передачи показаны на рис. 64.

Модули m цилиндрических червячных передач в мм, определяемые в осевом сече­нии червяка, приведены ниже:

1-й ряд: 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0;

2-й ряд: 1,5; 3,0; 3,5; 6,0; 7,0; 12,0;

3-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 4,5; 9,0; 11,0; 14,0; 18,0; 22.0.

Примечание. 1-й ряд следует предпочитать 2-му.

Модули 3-го ряда допускается приме­нять в технически обоснованных случаях для нормализованных редукторов общемашиностроительного применения.

ГОСТ 19672 предусматривает m < 1мм.

Коэффициенты диаметра червяка q.

1-й ряд: 6,3; 8; 10; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0;

2-й ряд: 7,1; 9; 11,2; 14; 18; 22,4.

1-й ряд следует предпочитать 2-му.

По ГОСТ 19672—74 допускается приме­нять q = 7,5 и q = 12,0. Коэффициент диа­метра червяка q = 25,0 по возможности не применять.

Червяки.ГОСТ 19036—94 распространя­ется на ортогональные цилиндрические червячные передачи с червяками: архиме­довым (ZA), эвольвентным (ZL), с прямо­линейным профилем витка (ZN), образо­ванными конусом (ZK) и тором (ZT) и ус­танавливает исходный червяк, исходный производящий червяк (фрезу) и радиальные зазоры червячной передачи с модулем от 1 до 25мм.

Стандарт не распространяется на дели­тельные червячные передачи и другие пере­дачи, к которым предъявляются специаль­ные требования.

Форма и размеры витков исходного червяка и исходного производящего червя­ка и радиальные зазоры червячной переда­чи в осевом сечении этих червяков, содер­жащем межосевую линию червячной пере­дачи, должны соответствовать указанным на рис 65.

Значения коэффициентов параметров витков исходного червяка и исходного про­изводящего червяка приведены в табл. 126а и 126б.

Рис. 65. Контуры витков исходных червяков и исходных производящих червяков:

а — ZA, б – ZL; ZN; ZK; в — ZT

Обозначения контуров витков:

Сплошная линия — совпадающих исходного червяка и исходного производящего червяка;

Штриховая — исходного червяка;

Штрих пунктирная — исходного производя­щего червяка.

Значения углов профиля:

— в осевом сечении витка червяка ZA — а_х;

— в нормальном сечении зуба рейки, сопряженной с червяком ZL — а_n;

— в нормальном сечении витка червяка ZN1 — a_nT;

— в нормальном сечении впадины червяка ZN2 — а_ns;

— в нормальном сечении винтовой линии витка червяка ZN3 — а_n;

— производящего конуса для червяков ZK1, ZK2, ZK3 и ZK4 должны соответство­вать 20°;

— в нормальном сечении витка червяка ZT1 и ZT2 должны соответствовать 22°.

Примечание. Допускается в технически обоснованных случаях (например, для ло­кализации пятна контакта) корректировать угол профиля исходного производящего чер­вяка.

Значения радиуса скругленияр_k10 кромки производящей поверхности, образующей боковые поверхности витков исходного производящего червяка, должны находиться в пределах от 0,2m до 0,3m.

126а. Значения коэффициентов параметров витков исходного червяка

Примечания:

1. Допускается изменять коэффициент расчетной толщины для червяков: ZA, ZL, ZK и ZN в пределах от 0,4 до 0,5π; ZT в пределах от 0,3π до 0,38π.

2. В обоснованных случаях допускается изменение коэффициента радиального зазора у поверхности впадин червячного колеса в пределах от 0,15 до 0,3.

3. Для эвольвентных червяков и червяков с делительным углом подъема у не менее 26,565° принимать c₁ = 0,2cosγ.

4. Обязательное утонение расчетной толщины витка исходного червяка Δs по сравнению с расчетной толщиной витка исходного производящего червяка не регламентируется.

5. Кромка головки витка исходного червяка притупляется радиусом р_k = 0,05m или фас­кой соответствующего размера.

6. Значение коэффициента радиуса образующей дуги окружности шлифовального кругаP₀* принимается в пределах от 4,8 до 6,0 из условия отсутствия подрезания зуба червячного колеса.

126б. Значения коэффициентов параметров витков исходного производящего червяка

Примечания:

1. Большее значение коэффициента q₀* рекомендуется принимать при межосевых рас­стояниях а_w не более 80мм, модулях m не более 2мм, делительном угле подъема у исходного червяка не более 5°.

2. Значения всех параметров исходного производящего червяка получают умножением соответствующего коэффициента на модуль m исходного червяка.

3. Значения делительного угла подъема исходного производящего червяка рассчитывают по формуле

tgγ₀ = z₁₀/q₀,

где z₁₀ — число витков исходного производящего червяка

Передачи с однозаходным червяком вы­зывают большие потери на трение. Червя­ки с z₁ = 1 применяют при кратковремен­ных периодах работы в кинематических (отсчетных) передачах, так как однозаходные червяки точней многозаходных.

Направление витков следует назначать правое; левое направление витков приме­няют лишь в особых случаях.

Червячные колеса. Число зубьев червяч­ного колеса z₂ выбирают в зависимости от передаточного отношения и числа заходов червяка. В силовых передачах надо стре­миться к такой заходности червяка, чтобы z₂ = 30…70. При z₂, близком к нижнему пределу, несколько уменьшаются габариты передачи; но одновременно снижается ее КПД, так как приходится ставить червяки с малым числом заходов z₁, поэтому z₂ = 30…50 рекомендуется лишь при сравнительно не­больших передаваемых мощностях. При больших мощностях надо стремиться по­вышать КПД, увеличивая z₂ до 60…70.

Применять z₂ > 80 не рекомендуется, так как в этом случае обычно решающей становится прочность зубьев на изгиб (особенно для бронз с высокой износо­устойчивостью). Брать z₂ < 28 не следует во избежание подреза зуба; при меньшем чис­ле зубьев применяют смещение исходного контура (инструмента), как у цилиндриче­ских зубчатых колес.

При нарезании червячных колес лету­чими резцами число зубьев колеса по воз­можности не должно содержать общих множителей с числом заходов червяка z₁. Это достигается при сохранении стандарт­ных параметров червяка (z₁, m и q) заменой z₂=32 на z₂=31 или 33; z₂=36 на z₂=35 или 37 и т.п. Для этих передач, чтобы не выхо­дить за пределы допустимых отклонений от u и не иметь х >1, потребуется применять многозаходные летучие резцы (по одному на заход) или z₁ раз сместить оправку с летучим резцом в направлении ее оси на величину осевого шага или же z₁ раз по­вернуть заготовку колеса на один угловой шаг.

Число зубьев z₂ стандартами не регла­ментируется. Их значения, приведенные в табл. 127, подобраны для нарезания колес червячными фрезами с учетом достижения по возможности одинаковых значений передаточных чисел u для соседних межосе­вых расстояний. В табл. 127 приведены сочетания основных параметров а_u, u, m, q, z₁, а также числа зубьев червячных колес z₂, соответствующие принятым основным па­раметрам, коэффициенты смещения червя­ка х и фактические передаточные числа. Условный угол обхвата 2δ (рис. 66) опреде­ляют по формуле

sinδ = b₂/(d_a1-0,5m)

Рис. 66. Угол обхвата:

а и б — варианты конструкций венца в зави­симости от угла 2δ

Угол обхвата 2δ может быть принят для силовых передач 2δ = 90…120°; для неотсчетных передач 2δ = 60…90°; для неси­ловых отсчетных передач 2δ = 45…60°.

При проектировании червячных цилинд­рических передач следует пользоваться дан­ными ГОСТ 2144-76 (в редакции .). ГОСТ 2144-76 распространяется на ортого­нальные цилиндрические червячные пере­дачи для редукторов, в том числе и комби­нированных (червячно-цилиндрических и др.), выполняемых в виде самостоятельных агрегатов, и устанавливает:

межосевые расстояния a_w;

номинальные значения передаточных чисел u_ном.

Стандарт не распространяется на чер­вячные цилиндрические передачи для ре­дукторов специального назначения и спе­циальной конструкции (изменяющийся шаг червяка, гарантированное обеспечение са­моторможения и др.).

Межосевые расстояния a_w должны со­ответствовать значениям:

1-й ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400мм.

2-й ряд: 45; 56; 71; 90: 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 500мм.

Примечание. Значения ряда 1 сле­дует предпочитать значениям ряда 2.